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摘要：纳米TiO2作为一种新型的无机材料，因其特殊的光催化性质，受到了越来越多的关注。众所周知，形貌的不同会对纳米TiO2的光催化性能产生一定的影响。与纳米粒子相比，具有一定长径比的纳米结构具有更加优异的光催化性能。此外，助催化剂也能提升本体材料的光催化性能。在本课题的研究中，我们首先通过反胶束法制得了[Ni(N2H4)3]Cl2配合物纳米棒。然后以此为模板，利用溶胶-凝胶技术制备了具有核壳结构的NiO@TiO2纳米棒和Ni@TiO2纳米棒。使用X-射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见光谱对产物进行了表征。结果表明，所得到的产品为直径50 nm，长度1 um的纳米棒。在此基础上，进一步详细研究了反应时间、二乙胺的投料量、Ti4+/Ni2+的摩尔比、煅烧条件对样品光学性质的影响。最后，对Ni@TiO2纳米棒在光催化降解污染物和光催化制氢方面的应用进行了初探。6711
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关键词： Ni@TiO2纳米棒；模板法；光催化
The Preparation and Properties Study of Ni@TiO2Nanorods
Abstract：As a new type of inorganic material， nanoTiO2 has drawn more and more attentions because of its special photocatalytic activities. Different morphologies will change the properties of nanoTiO2. Nanomaterials with aspect ratio are more powerful than the nanoparticles. Co-catalysts have the same effect in enhancing the photocatalytic activities. In this thesis, we first prepared the [Ni(N2H4)3]Cl2 nanorods by reverse micelles method. Secondly, prepared the core-shell structured Ni@TiO2 nanorods and NiO@TiO2 nanorods by sol-gel strategy by using [Ni(N2H4)3]Cl2 nanorods as the template. After characterization by X-Ray Diffraction, Transmission Electron Microscope and Ultraviolet-visible Spectroscopy, we find that the nanorods were 50 nm in diameter and 1 um in length. Finally, we change the reaction time, addition amount of diethylamine, mole ratio between Ti4+ and Ni2+ and the atomosphere of calcination before we study the photocatalystic properties of them.
KeyWords： Ni@TiO2Nanorods；Template；Photocatalytic
目录
1绪论....1
1.1文献综述.1
1.1.1纳米二氧化钛的制备..1
1.2纳米TiO2的应用8
1.2.1光催化领域..8
1.2.2其他领域..8
1.3立题依据.9
2 Ni@TiO2纳米棒的合成.....11
2.1 实验试剂与仪器...11
2.1.1 实验主要试剂11
2.1.2 实验主要仪器11
2.2 实验原理...12
2.3 实验步骤...12
2.3.1 [Ni(N2H4)3]Cl2复合物纳米棒的合成....13
2.3.2 镍@二氧化钛纳米棒前驱体的合成13
2.3.3 煅烧13
3 Ni@TiO2纳米棒的光学性能及其表征.15
3.1 光学性能研究...15
3.1.1 不同水解时间对样品光学性能的影响16
3.1.2 二乙胺加入量对样品光学性能的影响16
3.1.3 Ti4+/Ni2+不同摩尔比对样品光学性能的影响16
3.1.4 不同煅烧条件对样品光学性能的影响17
3.2 透射电子显微镜表征...18
3.3 X-射线粉末衍射19
3.4 固体-紫外漫反射光谱..20
4 Ni@TiO2光催化性能初探.....22
4.1 Ni@TiO2纳米棒光催化还原水析氢初探...22
4.2 Ni@TiO2纳米棒光催化降解染料初探...23
5 总结..25
致谢..26
参考文献..27
1 绪论
世界工业的快速发展带来各种环境问题，由于矿石燃料的广泛应用，造成了严重的环境污染，而且其储量也越来越少，人类面临能源日益枯竭的危机，寻找新的、可再生的能源迫在眉睫。氢能是一种清洁无污染、储量丰富的能源，是最理想的清洁燃料之一。因此，人们正在积极寻找一种方便而又廉价的方法来制氢，如光催化制氢、生物制氢、天然气转化等等。在这些技术中，光催化制氢由于其利用太阳能、制氢过程污染少等优点而引起了人们的广泛关注。然而，截止到目前，光催化剂的光量子效率低仍是一个急需解决的问题。
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